DE3519087A1

DE3519087A1 - Verfahren sowie anordnung zum be- oder entladen eines luftempfindlichen mediums

Info

Publication number: DE3519087A1
Application number: DE19853519087
Authority: DE
Inventors: Jakob 7954 Bad Wurzach Altvater
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-05-28
Filing date: 1985-05-28
Publication date: 1986-12-04

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zum Be-oder Entladen eines luftempfindlichen Wärmeträgers o.
dgl., insbesondere eines Wärmeträgers wie Öl o. dgl., zwischen einem Lagerbehälter und einem Transportbehälter, mit einer Anschlußleitung mit Absperrventil am Lagerbehälter und einem Kupplungsflansch mit Absperrventil am Transportbehälter.
Aus der DE-OS 31 30 165 ist ein Verfahren zur Fernübertragung von Wärmeenergie bekannt geworden. Eine zugehörige Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist in der DE-OS 31 45 543 beschrieben. Nach diesen Verfahren wird überschüssige Wärmeenergie aus Heizkraftwerken oder sonstigen wärmeerzeugenden Betrieben in einen Wärmeträger wie Öl o. dgl., der in einem Großraumbehälter eingeschlossen ist, über einen Wärmetauscher eingespeichert. Der Wärmeträger wird dann zum Verbraucher transportiert um dort die gespeicherte Energie abzugeben. Auf das in den zuvor genannten Schriften beschriebene Verfahren bzw. auf die beschriebene Einrichtung wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen. Es ist als Inhalt dieser Schrift zu werten.
Bei dem bekannten Verfahren wird der im Lagerbehälter befindliche durch die Abwärme des Kraftwerks aufgeheizte Wärmeträger auf einen Transportbehälter beladen und über Schiene oder Straße zum Verbraucher geführt. Dort wird der heiße Wärmeträger in einen entsprechenden Lagerbehälter entladen. Gleichzeitig wird der beim Verbraucher abgekühlte Wärmeträger, dem die Wärmeenergie entzogen wurde, in den Transportbehälter eingeführt und zur erneuten Energieaufladung zum Wärmekraftwerk zurücktransportiert. Es findet demnach ein abwechselndes Be- bzw. Entladen sowohl der Lagerbehälter im Kraftwerk und beim Verbraucher als auch des Transportbehälters statt. Das als Wärmeträger beispielsweise verwendete Öl wird bis zu 300 K aufgeheizt. Problematisch erweist sich dieser heiße Wärmeträger wenn Luftsauerstoff hinzutritt. Hier kann es zu Oxidationsprozessen des hochwertigen Wärmeöls, d. h. zu Zersetzungsprozessen sowie zu Entzündungen kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zum Be- oder Entladen des luftempfindlichen Wärmeträgers vorzuschlagen, bei welchem der Wärmeträger nicht mehr mit Umgebungsluft in Berührung kommt.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren bzw. einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens der einleitend bezeichnenden Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie die Merkmale des Anspruchs 3 gelöst.
Beim Be- oder Entladen des Wärmeträgers zwischen Lagerbehälter und Transportbehälter müssen die Verbindungsleitungen zur Übergabe des Wärmeträgers jeweils geöffnet und geschlossen werden, was grundsätzlich mit Lufteinschlüssen verbunden ist. Gleiches gilt für die Verbindungsleitung zwischen den Gasräumen oberhalb der Flüssigkeitsspiegel in den Behältern, in denen beim Umladevorgang ein Druckausgleich stattfinden muß. Erfindungsgemäß wird die in den Verbindungsleitungen vorhandene Luft mittels eines Ventilsystems durch eine Gasspülung herausgedrückt. Als Gas wird ein mit dem Wärmeträger verträgliches Gas wie beispielsweise Stickstoff verwendet.
Das Gas dient dabei gleichermaßen als Gaspolster oberhalb der Flüssigkeitsspiegel in den jeweiligen Behältern und als Spülmittel zur Entleerung von Leitungen in denen sich Luftsauerstoff befindet.
Durch die in den Unteransprüchen weiterhin aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildung des Verfahrens bzw. der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens möglich.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind unter Angabe weiterer Vorteile in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figurendarstellung näher erläutert. Es zeigen Fig. l eine schematische Darstellung des Be- bzw.
Entladevorgangs zwischen einem Lagerbehälter und einem Transportbehälter.
Fig. 2 eine Kupplung gemäß Detail Xin Fig. 1.
Die in der Fig. 1 dargestellte Anordnung zum Be-bzw. Entladen besteht aus einem Lagerbehälter 10 miteiner Füllung aus Öl 11 welches eine Temperatur von ca.
300 K aufweist. Das Öl 11 wird über einen nicht näher dargestellten Wärmetauscher durch die Abwärme eines Kraftwerkes o. dgl. aufgeheizt und in dem stationären Lagerbehälter 10 gelagert. Zur Zuführung des heißen Öls 11 zum Verbraucher bedarf es eines Transportbehälters 12 der in der Fig. 1 auf einem Lastkraftwagen 13 installiert ist. Zur Übergabe des heißen Öls aus dem Lagerbehälter an den Transportbehälter muß der Ladearm 14 mit dem Kupplungsflansch 15, bestehend aus den Flanschteilen 43, 44, am Kraftfahrzeug 13 verbunden werden. Das heiße Öl fließt dann vom Lagerbehälter 10 über eine Anschlußleitung 16 mit Absperrventil 17 zum Andockstutzen 18, über den Kupplungsflansch 15 mit Absperrventil 19 zum Transportbehälter 12. Der Transport erfolgt mittels der Pumpe 20. Der Be- bzw. Entladevorgang des Lagerbehälters und des Transportbehälters mit heißem bzw. kaltem Wärmeträger im Kraftwerk und beim Verbraucher erfolgt jeweils über eine entsprechende Anschlußleitung 16 mit Ladearm 14 wie in der Fig. 1 dargestellt. Die Pfeile 21 symbolisieren die verschiedenen Transportrichtungen in die jeweiligen Behälter 10,12.
Oberhalb der Flüssigkeitsspiegel 22 im Lagerbehälter 10 bzw. Transportbehälter 12 befindet sich ein Stickstoffgas 23 mit einem Überdruck von 0,8 bar. Beim Be-bzw. Entladevorgang muß ein Druckausgleich dieser Gaspolster 23 über eine weitere Stickstoffausgleichsleitung 24 mit Absperrventilen 25 zum Lagerbehälter hin und 26 zum Transportbehälter hin erfolgen. Zur Auftrennung der Druckausgleichsleitung 24 ist eine Kupplung 27 als Schnellverschluß vorgesehen. Der Pfeil 28 symbolisiert die Transportrichtung des Gases in beiden Richtungen, je nach Be- bzw. Entladevorgang. Das von Außenluft zu entleerende Verbindungsstück 24 liegt zwischen den Ventilen 25,26.
Erfindungsgemäß enthält der Andockstutzen 18 am Ladearm 14 ein Gaseintrittsventil 29 sowie ein Gasaus- trittsventil 30. Die Gaszufuhr zum Gaseintrittsventil 29 erfolgt über eine Leitung 31 von einer Gasflasche 32.
Als Gas wird Stickstoff mit einem Druck von 5 bar verwendet. Das Gasaustrittsventil 30 mündet über die Leitung 45 in die Umgebung.
Erfindungsgemäß ist weiterhin eine Leitung 33 mit Absperrventil 34 im Andockstutzen 18 für Restöl vorgesehen, die in dem Lagerbehälter 10 mündet.
Zur Überwachung und Kontrolle des Bc- oder Entladevorgangs ist der Kupplungsflansch 15 mit einer Sicherheitseinrichtung versehen. Hierzu wird Stickstoff-Gas aus der Stickstoffflasche 32 über die Leitung 31 und der weiteren Anschlußleitung 35 über ein Ventil 36 dem Kupplungsflansch 15 zugeführt. der aus den Flanschteilen 43,44 besteht.
Hier gelangt das Gas in eine Ringnut 37 (s. Fig. 2). die im geschlossenen Zustand der Kupplung von einer Dichtung 38 verschlossen ist. Ein Druckwächter 39 stellt jede Undichtigkeit im Kupplungsflansch 15 fest und stoppt den Be- bzw. Entladevorgang.
In der Fig. 1 ist in der Druckausgleichsleitung 24 ebenfalls ein Druckwächter 40 zur Drucküberwachung vorgesehen. Zur Gasspülung des Verbindungsstücks 46 enthält die Druckausgleichsleitung 24 eine weitere Abführleitung 41 mit Absperrventil 42 die in die Umgebung führt.
In der nachfolgenden Funktionsbeschreibung der erfindungsgemäßen Anordnung werden die einzelnen Verfahrensschritte näher erläutert.
Zum Andocken, d. h. zur Verbindung von Lagerbehälter 11 und Transportbehälter 12 wird der Flansch 43 des Kupplungsflansches 15 bzw. des Ladearms 14 mit dem Gegenflansch 44 am Lastkraftwagen 13 verbunden und mittels drei Haltepratzen arretiert. Die Kupplung 15 ist damit geschlossen. Danach erfolgt das Ankuppeln der Stickstoffausgleichsleitung 24 mittels einer Schnellkupplung 27 an das Fahrzeug 13. Schließlich erfolgt die Herstellung der elektrischen Verbindung durch Einstekken eines nicht näher dargestellten Mehrpolsteckers.
Zunächst erfolgt nach Betätigung einer Freigabe-Drücktaste die Dichtheitsprüfung des Kupplungsflansches 15 am Andockstutzen 18. Hierfür wird Ventil 36 geöffnet, wodurch die Stickstoffzufuhr über die Leitung 31, 35 auf die Ringnut 37 freigegeben wird. Wird ein Mindestdruck von ca. 4 bar, der durch den Druckwächter 39 überwacht wird, gehalten, kann der nachfolgende Spülvorgang erfolgen.
Die im Andockstutzen 18 des Ladearms 14 enthaltene Luft wird durch einen Spülvorgang mit Stickstoff aus der Gasflasche 32 beseitigt. Hierzu werden bei geschlossenen Absperrventilen 17 bzw. 19 die Ventile 29 bzw. 30 geöffnet. Uber das Ventil 29 wird Stickstoff freigegeben, so daß die im Andockstutzen 18 befindliche Luft über das Ventil 30 und Leitung 45 in die Umgebung entweichen kann.
Gleichzeitig wird das Ventil 25 sowie das Ventil 42 geöffnet. so daß die im Verbindungsstück 46 zwischen den Ventilen 25. 26 befindliche Luft über das Ventil 42 über die Leitung 41 ebenfalls in die Umgebung entweichen kann. Der Spülvorgang ist nach ca. 5 Sec. beendet.
Wird ein Überdruck von 0.5 bar. welcher vom Druckwächter 40 gemessen wird, gehalten, werden die Ventile 17 und 19 sowie das Ventil Nr. 26 geöffnet. Hierdurch sind die Leitungen 16 bzw. 24 für den Wärmeträger bzw.
den Stickstoff zwischen Lagerbehälter 10 und Transportbehälter 12 geöffnet. Der heiße Wärmeträger strömt dann beispielsweise vum Lagerbehälter zum Transportbehälter, während über die Stickstoffausgleichsleitung 24 der Stickstoff vom Transportbehälter zum Lagerbehälter strömt. Der Vorgang wird über eine nicht näher dargestellte Programmsteuerung über die jeweiligen Pumpen zum Be- oder Entladen gesteuert.
Als Sicherheitsschaltung ist vorgesehen, daß sämtliche geöffnete Ventile selbständig über Federspeicher schließen, sofern beim Beoder Entladevorgang ein Druckabfall im Kupplungsflansch 15 oder in der Stickstoff-Ausgleichsleitung 24 eintritt. Die Überwachung erfolgt über die Druckwächter 39 bzw. 40.
Nach Beendigung des Be- oder Entladevorgangs werden die Ventile 17, 19, 25, 26 geschlossen. Danach wird Ventil Nr. 42 für ca. 10 Sec. geöffnet, wodurch sich ein Druckausgleich mit der Atmosphäre in der Stickstoff-Ausgleichleitung 24 einstellt. Gleichzeitig wird Ventil 29 geöffnet, wodurch ein Stickstoffdruck von ca. 5 bar auf den Ölspiegel des Restöls im Andockstutzen 18 einwirkt. Das Ventil 34 öffnet innerhalb von 120 Sec impulsweise jeweils 10 Sec., wodurch durch den Stickstoffüberdruck das im Andockstutzen 18 befindliche Restöl in den Lagerbehälter 10 über die Leitung 33 gedrückt wird.
Nach Beendigung des Ausdruckvorganges öffnet das Ventil 30 und stellt einen Druckausgleich mit der Atmosphäre her. Gleichzeitig wird über eine nicht näher dargestellte Signallampe die Freigabe zum Abdocken angezeigt. Nach Herausziehen des Mehrpolsteckers schließt das Ventil 30. Der Abdockvorgang kann damit durchgeführt werden. Hierzu wird der Kupplungsflansch 15 bestehend aus Flanschteilen 43, 44 sowie die Kupplung 27 getrennt.
Von der Leitung 16 führt über ein nicht näher dargestelltes Dreiwegeventil eine weitere Verbindungsleitung zu einem parallelgescha Iteten Lagerbehälter.
Wenn der Transportbehälter verbrauchtes kaltes Öl vom Verbraucher zurückbringt. kann dieses in diesen parallelgeschalteten Lagerbehälter eingebracht werden, bevor der heiße Wärmeträger aus dem Lagerbehälter 10 in den Transportbehälter 12 geladen wird.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt vielmehr alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen. An Stelle eines luftempfindlichen Wärmeträgers kann selbstverständlich auch ein anderes Medium mit entsprechender Empfindlichkeit gegenüber einem weiteren Medium erfindungsgemäß behandelt werden.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Be- oder Entladen eines luftempfindlichen Wärmeträgers o. dgl., insbesondere eines Wärmeträgers wie Öl o. dgl. zwischen einem Lagerbehälter und einem Transportbehälter, mit einer Anschlußleitung mit Absperrventil am Lagerbehälter und einem Kupplungsflansch mit Absperrventil am Transportbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Absperrventilen (17, 19) zum Lagerbehälter (10) und zum Transportbehälter (12) ein Andockstutzen (18) vorgesehen ist, dessen im Inneren befindliche Luft vor dem Be-oder Entladevorgang und dessen im Inneren befindlicher Wärmeträger nach dem Be- oder Entladevorgang mittels einer Gasspülung mit einem mit dem Wärmeträger verträglichen Gas über separate Anschlußleitungen (31, 45 bzw. 31, 33) herausgespült wird und daß eine weitere Gas-Ausgleichsleitung (24) mit Absperrventilen (25, 26) zwischen den Gaspolstern (23) oberhalb des Wärmeträgers in den Behältern (10, 12) vorgesehen ist, deren luftenthaltenes Verbindungsstück (46) ebenfalls einer Gasspülung unterzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Be- oder Entladevorgang des Lagerbehälters (10) oder des Transportbehälters (12) die Absperrventile (17, 19) zwischen den Behältern geschlossen sind und über ein Gaseintrittsventil (29) sowie ein Gasaustrittsventil (30) zur Umgebung einer Gasspülung des Andockstutzens (18) zur Entfernung der Außenluft erfolgt und daß nach dem erfolgten Be- oder Entladevorgang bei geschlossenen Absperrventilen (17, 19) zwischen den Behältern (10, 12) der im Andockstutzen (18) befindliche restliche Wärmeträger über eine Rückführleitung (33) in den Lagerbehälter (10) mittels Gasdruck über das Gaseintrittsventil (29) zurückgepumpt wird.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lagerbehälter (10) mit Anschlußleitung (16) und Absperrventil (17) über einen Andockstutzen (18) mit dem Kupplungsflansch (15) mit Absperrventil (19) eines Transportbehälters (12) verbunden ist, daß der Andockstutzen (18) an gegenüberliegenden Enden eine Gaszufuhrleitung (31) und eine Gasabfuhrleitung (45) sowie eine Rückführleitung 33 für den im Andockstutzen verbleibenden Wärmeträgerrest aufweist, die mit dem Lagerbehälter (10) verbunden ist und daß die Gaspolster (23) oberhalb der Flüssigkeitsspiegeln (22) in den Behältern (10, 12) über eine Gas-Ausgleichsleitung (24) verbindbar sind, wobei in dem im Kupplungsbereich zwischen Absperrventilen (25, 26) liegenden Verbindungsstück (46) eine weitere Abfuhrleitung (41) mit Ventil (42) zur Umgebung vorgesehen ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsflansch (15) zwischen Andockstutzen (18) und Transportbehälter (12) eine mit Gas beaufschlagbare Ringnut (37) aufweist und daß ein Druckwächter (39) zur Anzeige eines Druckabfalls bei Undichtigkeit der Ringnut (37) im Kupplungsflansch (15) vorgesehen ist.
5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeträger ein Wärmeöl und als Gas zur Spülung bzw. als Gaspolster oberhalb der Flüssigkeitsspiegel (22) in den Behältern (10,12) Stickstoff verwendbar ist.
6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gasausgleichsleitung (24) zwischen den Gaspolstern (23) in den Behältern (10, 12) ein Überdruck des Stickkstoffs von ca. 0,8 bar einstellbar ist.
7. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, daduch gekennzeichnet, daß der Lagerbehälter (10) über ein Dreiwegeventil mit einem zweiten parallelgeschalteten Lagerbehälter gekoppelt ist.